汽车动力传动系统扭转振动仿真计算与分析
汽车传动系统的振动引起的车身振动会使驾驶员尤其是长途驾驶员在行车过程中产生疲劳，这对汽车行驶安全性是极其不利的，本文通过对传动系统的自由扭转振动进行仿真和分析，对汽车传动系统扭转振动问题进行具体的研究。
标签：汽车动力传动系；扭转振动；仿真研究
1 引言
汽车动力传动系统的振动特性对汽车乘坐舒适性、行驶安全性、节油性等性能指标有至关重要的影响。随着汽车发动机技术的进步，发动机的功率、转速、扭矩进一步提高，同时国家对汽车振动噪声及排污标准以及现在人们对乘车舒适性、安全性的提高，汽车动力系统、传动系统的关于振动的有关问题日益突出，对汽车传动系统扭振进行研究和分析有重要的意义。
2 动力传动系统自由扭转振动仿真与分析
据自由理论，借助软件MATLAB的simulink模块对振动系统的固有特性进行仿真，因为汽车3、4、5等中高档位使用频率较高，故只需要对3、4、5档进行固有特性的求解，最后通过编写程序，用simulink得出仿真结果。可以绘制出
三、四、五档时各阶主振型图。可以得出三档时的整个振动系统的振动分析结论：
1.三档5阶固有频率为230 Hz，超出了人体的敏感频率，对乘坐舒适性影响不大，最大应力出现在变速器处。
2.四档时5阶固有频率为236 Hz，发动机到离合器部分振幅很小，只有变速器处振幅最大。
3.五档时5阶固有频率为248Hz，变速器处振幅非常大，这对变速器的齿轮以及轴都承受了很大的应力，故降低了变速器的寿命。
3 动力传动系统受迫振动仿真与分析
通过分析系统受迫振动可以计算分析汽车传动系统对于外界驱动力矩的扭转振动响应。进行受迫振动分析时只把发动机的激励作为输入力矩。本文采用的发动机数据由某整车厂提供，将其拟合后绘制曲线如图1，图2所示。
利用MATLAB的Simulink模块就可以搭建强迫振动的仿真模块，取发动机转速为800r/min，1200r/min，2000r/min时传动轴部分的响应进行仿真，仿真结果如表1。
通过分析表1，可以看出发动机转速处于800r/min和处于2000r/min时传动轴所受的扭矩不大，即处于发动机转速处于怠速和高转速范围段时，动力传动系统还没有出现共振现象，轴段受力都比较小，当发动机转速处于中间1300r/min 附近时，扭矩明显增大，说明此时整个系统发生了共振引起各轴段的应力增大。
4 结语
本文通过对当量系统进行了自由振动分析，得出了系统的各阶固有频率和主振型，绘制主振型图并分析各轴段的应力分布；同时分析了发动机可能引起的系统共振的临界转速，结果表明，发动机的转速基本上处于共振转速以外，不会引起系统的共振；同时对强迫振动进行了仿真，结果表明中间转速肯定能引起系统的共振，故应对整个动力传动系统参数进行优化匹配。
参考文献：
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关于汽车的振动的分析 汽车振动系统是由多个子系统组成的具有质量、弹簧和阻尼的复杂的振动系统。汽车振动源主要有：路面和非路面对悬架的作用、发动机运动件的不平衡旋转和往复运动、曲轴的变动气体负荷、气门组惯性力和弹性力、变速器啮合齿轮副的负荷作用、传动轴等速万向节的变动力矩等。 在汽车工程中,多数振动是连续扰动力,而其他一些则是汽车承受的冲击力和短时间的瞬态振动力。振动又可分为周期性的和随机性的,发动机旋转质量的不平衡转动是周期振动的典型例子,而随机振动主要是由路面不平引起的。所有质量--弹性系统都有自己的固有频率,如果作用于系统的干扰频率接近振动系统的固有频率,就会发生共振现象。因此即使自身具有抗干扰能力的系统,装配到汽车上时仍有可能产生振动问题,这就要求在设计阶段准确建立系统模型及运动方程,分析自由振动特性和受迫振动响应,研究控制振动的方法。 汽车振动按照频率范围可分为： 1、影响行驶平顺性的低频振动：它产生的主要振源由于路面不平度激励使得汽车非悬挂质量共振和发动机低频刚体振动，从而引起悬架上过大的振动和人体座椅系统的共振造成人体的不舒适，其敏感频率主要在1-8Hz(最新的研究表明：当考虑人体不同方向的响应时可到16Hz)。对于乘员其评价指标一般是：针对载货汽车的疲劳降低工效界限和针对乘用汽车的疲劳降低舒适界限，或直接采用人体加权加速度均方根值进行评价；对于货物其评价指标是：车箱典型部位的均方根加速度。由于该指标于人体生理主观反映密切相关，因此试验和评价往往采用测试和主观评价相结
合。 2、车身结构振动和低频噪声：大的车身结构振动，不仅引起自身结构的疲劳损坏，而且更是车内低频结构辐射噪声源。其频率主要分布在20—80Hz 的频带内。由两方面引起：(1)激励源；主要有：道路激励、动力传动系统尤其是动力不平衡和燃烧所产生的各阶激励、空气动力激励；(2)车身结构和主要激励源系统的结构动力特性匹配不合理引起的路径传递放大。当前对于低频结构振动和噪声分析研究的方法有：计算预测分析，(1)基于有限元方法通过建立结构动力学模型取得结构固有振动模态参数对结构动力学特性进行评价，通过试验载荷分析得到振动激励并结合结构动力学模型计算振动响应；(2)基于有限元和边界元的系统声学特性计算和声响应计算。试验分析：(1)各种结构振动和声学系统的导纳测量和模态分析；(2)基于实际运行响应的工作振型分析；(3)基于机械和声学导纳测量的声学寄予率分析； 3、各种操纵机构的振动：操纵机构的振动主要是因为其安装吊挂刚度偏低或自身结构动力特性不当或车身振动过大而产生，它不仅容易使驾驶者疲劳严重时可能使操纵失控。对于这些振动各企业都有相应得评价和限值规定。最为典型的是方向盘(线性)振动(转向管柱振动)，其产生的主要原因是方向盘及管柱安装总成与车身振动或其它激励源发生共振；另一重要的振动现象是行驶过程中的方向盘旋转振动(即：方向盘及转向轮摆振)。其产生的原因是：行驶过程中转向轮的跳动与自身的转动而产生的陀螺效应引起转向轮的波动并被转向结构放大从而引起方向盘旋转振动。 4、空气声：车内空气声是由于隔声吸声措施不当从而使得动力传动
汽车车辆动力学建模与仿真研究 汽车车辆动力学是汽车工程的重要学科之一，其研究内容包括 车辆运动、悬挂、转向、制动、驱动等方面。为了更好地理解汽 车动力学，进行科学的研究与优化，需要对汽车车辆动力学进行 建模与仿真。 一、汽车车辆动力学建模 汽车车辆动力学建模是指将汽车运动过程中的各个因素用数学 模型表示出来，以便在计算机上进行仿真和分析。 1. 车辆模型 车辆模型是汽车车辆动力学建模的基础，主要分为自由度模型 和多体模型两种。 自由度模型通常包括垂直运动、横向运动和纵向运动三个自由度，其建模基于牛顿第二定律，包括了车辆的悬挂系统、车轮力、刹车等因素。 多体模型是指以整个车辆为一个多体系统进行建模，除了考虑 车辆受力、受扭等因素外，还需要考虑车辆的刚度、弹性等因素。 2. 动力系统模型
动力系统模型指的是发动机、变速器、传动系等部分的建模，主要用于模拟车辆行驶过程中的速度、加速度和所需的扭矩等参数。这些参数可以帮助分析车辆的加速和制动性能，以及制定优化策略。 3. 环境模型 环境模型包括路面状态、气象条件等因素，通过对这些因素的建模，可以更好地帮助预测车辆的行驶状态和性能。例如，模拟不同路面条件下车辆的制动距离、转向响应和行驶稳定性等。 二、汽车车辆动力学仿真 汽车车辆动力学仿真是通过计算机程序对汽车运动过程进行模拟，以评估汽车的性能、预测其行为并进行优化设计。 1. 动力学仿真 动力学仿真主要用于分析车辆加速、制动和转向等性能。通过仿真可以模拟不同车速下车辆的加速和制动距离、不同路面条件下车辆的制动力和转向响应等因素，从而得出优化设计的方案。 2. 悬挂系统仿真 悬挂系统的仿真主要用于分析车辆在不同路面条件下的行驶稳定性和舒适性。通过对悬挂系统进行仿真，可以预测不同路面下
基于ADAMS的汽车传动轴振动现象仿真分析Chapter 1 Introduction In recent years, with the development of automotive technology, the design concept of cars has gradually shifted from performance-oriented to comfort-oriented. Improvements in ride comfort have become increasingly important for vehicle manufacturers, and the transmission shaft vibration phenomenon has received much attention. Vibration of the transmission shaft can cause not only noise and discomfort for passengers but also damage to the vehicle. Therefore, it is important to analyze the transmission shaft vibration using simulation methods. This paper aims to simulate and analyze the transmission shaft vibration phenomenon using the ADAMS software. Chapter 2 Transmission Shaft Dynamics Analysis The transmission shaft dynamics analysis is the foundation of the simulation and analysis of transmission shaft vibration. The dynamics analysis includes the determination of the natural frequency, modal shape, and mode of vibration of the transmission shaft. After the modal analysis of the transmission shaft, the dynamics model is established using the ADAMS software to simulate the vibration of the transmission shaft. Chapter 3 Simulation of Transmission Shaft Vibration In this chapter, a simulation of the transmission shaft vibration is carried out using the ADAMS software. The simulation includes the determination of the vibration displacement, acceleration, and speed of the transmission shaft at different speeds. The simulation also includes the analysis of the vibration frequency and the transfer of force to other components. The results of the simulation
汽车动力学的建模与仿真分析 随着汽车的普及，汽车制造业也越来越受到人们的关注。汽车作为交通工具的 重要组成部分，其安全、性能、动力等方面对车主来说均非常重要。汽车动力学建模与仿真分析便是以汽车动力学研究为基础，通过建立模型和仿真分析的方法，帮助汽车制造商更好地了解汽车的工作原理和性能表现。 一、汽车动力学建模的基本内容 汽车动力学建模是对汽车动力学研究的理论化和系统化表现，通常包括对转向 系统、悬挂系统、传动系统、发动机动力输出等方面进行建模，以此来揭示汽车动力学基本规律，了解汽车性能、稳定性等。汽车力学建模有以下基本内容： 1. 汽车动力学的基本原理：汽车动力学的基本原理包括转向系统、悬挂系统、 传动系统等各个部分的工作原理，这些都是汽车力学建模的基础。 2. 转向系统的建模：转向系统是汽车的核心部分，决定了汽车的操控和稳定性，因此，对转向系统进行建模，分析其稳定性和可靠性，能够有效地提升汽车的操纵性和舒适性。 3. 悬挂系统的建模：悬挂系统是汽车行驶过程中最重要的部分之一，其主要作 用是保持车身稳定性和提高行驶舒适性，因此对悬挂系统进行建模，对汽车的稳定性、舒适性等方面的分析、优化具有重要意义。 4. 传动系统的建模：传动系统是汽车发动机和车轮之间的连接，能够将发动机 的动力传导到车轮上，因此传动系统的建模和仿真分析，对于判断车辆性能、燃油效率等方面具有重要的作用。 5. 发动机动力输出的建模：发动机动力输出是决定发动机性能和车辆动力性能 的核心参数之一，因此发动机动力输出的建模分析，对于汽车的综合性能和实际使用效果的评估有着重要的作用。
二、汽车动力学建模的具体方法 在汽车动力学建模过程中，主要采用数学建模的方法，通过对汽车各系统进行 参数分析，并将数据传递到数学模型中，从而将设计方案转化为数字模型，计算机仿真实验，进而对汽车的性能、稳定性、环保等方面进行分析和优化。 1. 动态建模法：采用动态建模法的最大优点是可以计算多个时间步骤，从而让 仿真更加接近实际状况。通过该方法针对汽车运动过程的控制器设计模型，建立运动方程和辅助方程，共同组成数学模型进行仿真。 2. 混合建模法：混合建模法整合了数学模型和劳斯力物理模型，结合汽车动态 性能和劳斯力等方面的理论模型，便于综合分析和优化汽车竞争力方面的潜力和空间。 3. 多物理场建模法：研究汽车复杂的多物理场现象，需要采用多物理场建模法，通过结合功率学、流体学、热学等多种物理原理建立模型，从而分析汽车的热动力学性能、车身振动等方面的综合特性。 三、汽车动力学仿真分析的应用 汽车动力学模型具有重要的理论价值和应用价值，通过动力学分析和仿真，能 够对汽车的工作原理和性能表现有深入的理解。主要应用于以下方面： 1. 汽车系统设计：可以以动态建模法或混合建模法来利用汽车动力学模型，计 算和分析不同参数组合下的汽车性能，从而在设计阶段就评估并优化汽车系统的性能和可靠性。 2. 汽车动力学仿真教育：以动态建模法或多物理场建模法进行实时仿真模拟， 可以帮助工程师更好地了解汽车传动、悬挂、转向等各系统的工作原理，以及影响它们的参数，从而优化汽车系统的性能。
汽车动力传动系统振动问题及解决方法 综述 摘要：发动机的动力经过汽车传动系传给驱动轮的同时,也把振动传送给了整个汽车。汽车的振动和噪声的来源之一是汽车动力传动系。弯曲振动和扭转振动除了自己的固有振动特性外还存在振动耦合。弯曲振动、扭转振动及弯-扭振动藕合，影响车辆行驶平顺性，影响乘坐舒适性和缩短零部件使用寿命。现代汽车正向着速度高、功率大的方向发展,然而，发动机震动幅度的增大是使汽车产生振动的主要原因，因此，探索汽车动力传动系的振动，对改变汽车的振动和噪声具有非常重要的实际意义。 关键词：汽车动力；传动系统振动；解决方法； 前言：汽车动力传动系统作为汽车重要的组成部分，其基本功能是将发动机的动力传递给车轮，使汽车能够在一定速度下正常行驶，并努力提高汽车的动力性与经济性。与此同时，传动系统的振动也是导致整车振动的重要因素。 一、汽车动力传动系统振动的研究现状 上世纪六十到八十年代，由于汽车结构向轻量化、大功率发展的需求以及人们对汽车乘坐舒适性和可靠性要求的日益提高，由扭振引起的事故频繁发生，加之相关法规也对汽车室内室外噪声的限制也越来越严格，使得人们对开始对汽车扭振进行全方面的研究。另外，计算机技术的快速发展和广泛应用，也为扭振在计算方面的研究提供了可能。近年来，国内学者对动力传动系统扭振特性研究也提出了自己的观点，并尝试着将传统的模态综合分析理论与试验模态分析技术相结合，进一步分析扭振产生的机理以及探讨相应的解决办法。 二、汽车动力传动系统振动问题研究
1.对于汽车动力传动系统减振技术的研究，一般可以按照以下几个步骤进行：(1)根据所研究车型的振动问题，以该车型动力传动系统作为研究对象，根据该 车型传动系统的特点，确定具体的研究方案，如建模方法和计算仿真方法等。(2)对所研究车型传动系统的振动问题，在不同的工况下进行特征试验，得到该车型 传动系统在振动问题上的各项试验数据以及某些建模所需的相关参数。(3)对该 车型传动系统相关部件进行结构参数和基础数据的测量和计算，并对传动系统进 行简化和抽象，建立动力学模型。(4)对所建立的动力学模型进行各个工况下的 仿真试验分析，并将仿真结果与特征试验得到的各项结果进行比较。(5)若对比 结果相差较大，则对仿真模型及参数进行调整，直到得到可靠的动力学模型；若 对比结果相差不大，说明仿真模型可靠，则可通过改变与振动问题相关的动力学 参数，在理论上得到优化方案。(6)搭建所研究车型的传动系统试验台，并在该 实验台对理论上的优化方案进行试验验证，若传动系统的振动问题得到了优化， 则证明该方案是可行的；若无效，则需要通过仿真模型重新制定优化方案。 2.对传动系统减振技术的研究大致可以分为特征试验、仿真分析以及验证试 验3个步骤。特征试验主要是为了得到研究车型振动现象的特征，并作为参照对 象来判断所建立仿真模型的可靠与否；仿真分析通过建立实际的传动系统模型， 对实际传动系统进行试验研究，通过观察传动系统模型各变量变化对传动系统振 动问题的影响，寻求传动系统最优结构和参数；验证试验则是按照仿真分析中提 出的优化方案，在所建立的传动系统试验台上进行模拟，以验证优化方案的有效性。通过以上汽车传动系统减振研究过程，不仅可以大大缩短对传动系统振动问 题的研究时问，同时也可以降低研究成本。 三、解决方法 1.弯曲振动。当动力传递系统的固有振动频率与激励频率一样或相差不多时 就会产生弯曲共振，这就是动力传动系的弯曲振动。发动机的一、二阶转速是产 生弯曲振动的主要激励因素。传动轴产生弯曲、止口跳动等会使传动轴的旋转平 衡度和同轴度不符合要求也是引起弯曲振动的原因。提高加工精度可以减小和消 除旋转不平衡和不同轴度。汽车的动力传递过程永远会产生引起弯曲振动的激励。所以，探索汽车动力传动系弯曲振动特性的有效措施就是建立力学模型。多自由
大型汽轮发电机组轴系扭振研究 在电力工业中，大型汽轮发电机组是核心设备之一，其运行稳定性直接关系到电力系统的安全与稳定。然而，实际运行中，大型汽轮发电机组轴系常常会出现扭振现象，严重时甚至可能导致设备损坏和系统瘫痪。本文将围绕大型汽轮发电机组轴系扭振展开研究，分析其产生原因、危害，并探讨解决方案。 某大型发电厂曾遭遇一次严重的轴系扭振事故。当时，发电机组在正常运行过程中，突然出现剧烈振动，导致轴系部分部件严重受损。幸运的是，操作人员及时采取措施，避免了事故扩大。然而，这一事件引起了人们对大型汽轮发电机组轴系扭振的和深入研究。 大型汽轮发电机组轴系扭振是指运行过程中，轴系在扭矩作用下产生的周期性弯曲变形。产生扭振的原因主要有两个方面：一是由于汽轮机侧和发电机侧转速不匹配，导致轴系承受扭矩；二是由于轴系不平衡，导致轴系在旋转过程中受到周期性变化的力矩作用。扭振对设备危害极大，轻则导致轴系受损、机组振动加剧，重则引发重大事故，严重影响电力系统的稳定运行。 对于大型汽轮发电机组轴系扭振，其重要性不言而喻。为解决这一问题，需要从以下几个方面展开研究：
优化设计：在设计阶段，应充分考虑轴系扭振问题，优化机组结构，提高轴系稳定性。例如，合理布置轴承座、采用高刚度材料等措施，以减小扭矩对轴系的影响。 运行监控：在机组运行过程中，加强对轴系振动等参数的实时监控，以及时发现扭振现象。通过采集和分析数据，对机组运行状态进行全面评估，确保安全稳定运行。 故障诊断与处理：一旦发现大型汽轮发电机组出现扭振故障，需迅速采取措施进行诊断和处理。根据采集的数据，运用相关算法对扭振原因进行分析，并采取针对性的处理措施，例如调整运行参数、修复损坏部件等。 预防措施：为预防大型汽轮发电机组轴系扭振的发生，需加强对机组的维护和保养。例如，定期对轴承座进行检查，确保其紧固稳定；加强对齿轮箱等关键部位的润滑维护，以降低磨损和减小扭矩。 大型汽轮发电机组轴系扭振是电力工业中一个重要问题。通过对轴系扭振的产生原因、危害以及解决途径的研究，有助于提高大型汽轮发电机组的运行稳定性，确保电力系统的安全与可靠。在实际工作中，发电厂技术人员应加强对轴系扭振的，采取有效措施降低其发生概率，并在遇到问题时及时处理，以保障电力系统的稳定运行。
混合动力汽车传动系统动力学建模与仿真 引言 混合动力汽车作为一种新兴的汽车技术，同时采用了内燃机和电动机作为动力 来源，可以显著提高燃油经济性和减少尾气排放。为了充分发挥混合动力汽车的优势，传动系统的设计和控制至关重要。本文将对混合动力汽车传动系统的动力学进行建模与仿真，并深入探讨其特点和优点。 第一部分：混合动力汽车传动系统概述 混合动力汽车传动系统是指将内燃机与电动机组合在一起，通过合理的控制和 转换，实现汽车的动力输出。内燃机主要负责高速运动和长时间行驶，而电动机则用于低速、起步和加速等临时工况。混合动力汽车传动系统的核心是电动机和内燃机之间的协同工作，以及对两种动力的合理分配和控制。 第二部分：混合动力汽车传动系统动力学建模 混合动力汽车传动系统的动力学建模是分析和预测传动系统性能的重要手段。 传动系统建模可以分为宏观和微观两个层面。宏观建模考虑整个传动系统的能量流和动力学特性，而微观建模则关注单个组件的性能和参数。 a) 传动系统宏观建模 在宏观建模中，可以将传动系统分为内燃机子系统、电动机子系统和传动子系统。通过对每个子系统的能量流和动力学特性进行分析，建立传动系统的数学模型。例如，可以用传动比、转速和扭矩等来描述传动系统的工作状态，并利用能量守恒和动力学方程等基本理论建立系统的动态模型。 b) 传动系统微观建模
在微观建模中，需要考虑内燃机、电动机和传动装置等组件的动力学行为和参数。内燃机的建模可以采用物理模型或经验模型，通过考虑燃烧过程、空气动力学和摩擦损失等因素，预测内燃机的输出功率和转矩特性。电动机的建模可以采用电气模型或控制模型，通过考虑电机参数、电流和电压等因素，预测电动机的输出功率和转矩特性。传动装置的建模可以采用机械模型或仿真模型，通过考虑齿轮传动、链条传动和液力传动等因素，预测传动装置的效率和转矩传递特性。 第三部分：混合动力汽车传动系统仿真 传动系统的仿真可以帮助设计师和工程师评估和优化系统的性能。传动系统仿 真可以通过软件工具或硬件实验平台实现。在仿真过程中，基于建模所得的数学方程和物理参数，通过给定的输入条件，计算传动系统的运行状态和输出特性。 a) 传动系统仿真软件 传动系统仿真软件可以根据建模所得的数学模型和实验数据，计算传动系统的 性能指标。例如，可以通过输入车辆质量、起始速度、外部阻力和车辆驱动力等参数，预测车辆的加速度、速度和里程等指标。通过调整参数和控制策略，可以评估不同传动方案的性能和经济性。 b) 传动系统仿真实验平台 传动系统仿真实验平台可以通过搭建实际的传动系统和测试设备，对传动系统 进行真实环境下的测试和验证。例如，可以通过安装传感器和采集装置，实时监测传动系统的工作状态和输出特性。通过对比实验结果和仿真结果，评估和验证仿真模型的准确性和可信度。 结论 混合动力汽车传动系统动力学建模与仿真是优化传动系统性能和设计传动策略 的重要方法。通过建立准确的动力学模型，并利用仿真软件或实验平台进行分析和
基于MSC．ADAMS的动力传动系统建模与仿真 MSC.ADAMS是一款优秀的动力传动系统建模与仿真软件， 在汽车、航空、航天等领域广泛应用。通过MSC.ADAMS， 可以对各种类型的动力传动系统进行建模与仿真，包括发动机、变速器、传动轴、差速器等。 动力传动系统建模是将传动系统各个部分进行分离，逐一建模并组装成一个整体，通过建模可以确定每个部件的性能与参数，以及系统整体的工作原理与性能。在建模过程中，需要考虑各个部位的受力情况、材料属性、温度等因素，并进行物理学建模、数学建模和计算机辅助设计。 动力传动系统仿真是指将建模进行各种工况下的计算和分析，通过仿真可以确定不同工况下的系统性能和特性，从而优化每个部位的设计。仿真的结果可以反映出系统的运行情况、动态响应、疲劳情况、噪声等各种细节，为系统的设计、制造和优化提供重要的参考依据。 MSC.ADAMS软件支持动力传动系统的建模和仿真，可以方 便的进行各种级别的建模和仿真，包括单部件、子系统和整个系统的建模和仿真。同时，MSC.ADAMS还支持多种不同的 仿真方法，如动态仿真、静态仿真、多体仿真等，可以精确地模拟系统的行为。 在进行动力传动系统建模和仿真时，需要注意以下几点： 1. 精确定义每个部位的材料属性和受力情况，包括张力、压力、
扭矩等。 2. 确定每个部位的工作原理和控制方法，建立相应的数学模型。 3. 考虑系统的复杂度和耦合效应，因此需要对整个系统进行综合分析和优化。 4. 在进行仿真前，需要对模型进行验证和校准，以确保模型的准确性和可靠性。 总之，使用MSC.ADAMS进行动力传动系统建模和仿真，可 以大大提高系统的设计和性能，为实现更高效、更安全的动力传动系统打下坚实的基础。数据分析是指对所收集到的数据进行系统性分析和处理，通过对数据的分析可以发现内在的规律和价值，提供有关原因和结果的科学依据和参考，为决策提供依据和支持。在不同领域中，数据分析的方法和技术也存在差异，但在基本原则和数据处理方法上却具有共性。下面列出汽车领域的相关数据，进行分析。 数据一：车辆销售情况 数据表明，2019年全球汽车销量预计为9028万辆，较上一年 下降3.1%。其中，中国汽车市场规模稳步扩大，预计销售量 将达到2900万辆，约占全球的1/3。 分析：全球汽车市场受到多种因素的影响，如经济发展、政策环境、社会需求等。中国作为全球最大的汽车市场，具有巨大潜力和发展空间。但在未来，汽车市场的竞争会更加激烈，只
车辆动力学模型的建立与仿真分析 引言 随着汽车工业的发展，车辆的动力学特性成为了工程师们关注的重点之一。为了研究和改善车辆性能，建立车辆动力学模型并进行仿真分析成为了 必不可少的工具。本文将介绍车辆动力学模型的建立方法，并应用仿真分析 技术对其进行探索。 一、车辆动力学模型的建立 1.车辆运动学建模 车辆动力学模型的第一步是建立车辆的运动学模型。这包括车辆的位置、速度和加速度等关键参数的表达与计算。通常，车辆运动学模型可以采用经 典的运动学方程来描述，如牛顿第二定律和牛顿运动定律。此外，还可以利 用机械臂法和转角法等方法推导车辆的运动学模型。 2.车辆力学建模 在车辆动力学模型的建立过程中，力学建模也是重要的一步。力学建模 旨在描述车辆受到的力和力矩等动力学特性。常见的力学模型包括车辆的质量、重心高度、车轮滚动阻力、制动力和驱动力等。通过建立准确的力学模型，可以更好地了解车辆的运动特性和动力特性。 3.车辆轮胎力学建模 在车辆动力学中，轮胎力学模型是一个至关重要的组成部分。轮胎对车 辆运动和操纵性能的影响很大。常用的轮胎力学模型有Magic Formula模型
和Tire model等。通过对轮胎的力学特性进行建模，可以在仿真分析中更准 确地模拟车辆的行为。 二、车辆动力学模型的仿真分析 1.悬挂系统仿真分析 在车辆动力学模型的仿真分析中，悬挂系统是一个重要的部分。悬挂系 统可以影响到车辆的驾驶舒适性、操控性能和行驶稳定性等。通过对悬挂系 统进行仿真分析，可以评估并优化车辆的悬挂调校。 2.转向系统仿真分析 车辆的转向系统是影响车辆操纵性能的另一个关键部分。通过对转向系 统进行仿真分析，可以评估车辆在转向时的稳定性和灵活性。此外，还可以 通过仿真分析来改进转向系统的设计和调校。 3.刹车系统仿真分析 刹车系统是车辆安全性的关键因素之一。通过仿真分析刹车系统可以评 估车辆制动性能，包括制动距离、制动稳定性和制动力分布等。这对于改进 刹车系统的设计和优化具有重要意义。 4.动力系统仿真分析 动力系统是车辆动力学模型中的核心组成部分。通过对动力系统进行仿 真分析，可以评估和优化车辆的加速性能、燃油经济性和排放性能等。此外，还可以通过仿真分析来解决动力系统中的振动和噪声等问题。 三、车辆动力学模型的应用和发展趋势 1.车辆动力学模型在实际工程中的应用
汽车整车动力性仿真计算 汽车整车动力性仿真计算是指通过计算机模拟的方式，对汽车整车在行驶过程中的动力性能进行分析和评估的过程。该计算是基于车辆的动力学模型和各种输入参数，通过数值计算方法得出的结果，可以用于优化车辆的设计和调整工艺参数，以提高汽车的动力性能。 1.动力系统模型：汽车整车动力性仿真计算首先要建立动力系统的模型，包括发动机、变速器、传动轴、驱动轴和车轮等组成部分。这些部分的动力学模型要准确地描述各个部件之间的作用和相互影响。 2.输入参数设置：仿真计算需要确定一系列的输入参数，如车辆的质量、空气阻力系数、轮胎的摩擦系数、发动机的功率和扭矩曲线等。这些参数对于仿真计算的结果有着重要的影响，需要根据实际情况进行准确的测量和设置。 3.常规工况仿真计算：仿真计算通常会对车辆在不同的工况下进行仿真计算，如加速、匀速和制动等情况。通过这些仿真计算可以得到车辆在各个工况下的加速性能、最高速度、制动距离等数据，用于评估车辆的动力性能。 4.特殊工况仿真计算：除了常规工况外，还需要对一些特殊工况进行仿真计算，如起步时的爆发力、高速行驶时的超车能力等。这些特殊工况对于车辆的动力性能有着重要的影响，需要进行详细的仿真计算和评估。 5.仿真计算结果分析：对仿真计算的结果进行详细的分析，比如加速时间、最高速度、制动距离等数据。通过这些数据的分析，可以找出车辆的优点和不足之处，为进一步的优化工作提供依据。
6.参数优化和调整：根据仿真计算的结果，对车辆的各个参数进行优化和调整，以提高车辆的动力性能。比如调整发动机的进气和排气系统，改善传动系统的效率等。 总之，汽车整车动力性仿真计算是一项非常复杂和关键的工作，通过对汽车的动力性能进行仿真计算和分析，可以为汽车的设计和优化提供参考依据，从而提高汽车的动力性能和性价比。
动车车轴的扭转振动特性分析 为了确保动车的安全运行和乘客的舒适性，对动车车轴的振动特性进行分析和研究非常重要。动车车轴的扭转振动特性直接影响着列车的平稳性和牵引力输出效率。本篇文章将重点讨论动车车轴的扭转振动特性，并探讨其对动车运行的影响。 一、动车车轴的扭转振动现象 在动车行驶过程中，车轴会受到许多外部和内部力的作用，导致车轴产生扭转振动。这些力包括车轮压力、牵引和制动力、轴承摩擦力、轮胎非线性特性等。这些力的作用下，车轴会发生扭矩变化，导致车轮出现扭转变形和轴向动态位移，进而引起车轮-轨道系统的振动。车轮-轨道系统的振动会进一步影响车辆的运行稳定性和乘坐舒适度。 二、动车车轴振动的分析方法 为了分析动车车轴的扭转振动特性，需要采用一系列先进的研究方法和工具，包括数学建模、仿真计算和试验验证。 1. 数学建模 数学建模是分析动车车轴振动的基础。通过建立适当的数学模型，可以描述车轴的结构特性、边界条件和扭转振动响应。常用的数学建模方法包括有限元法、多体动力学方法和计算流体力学方法等。这些方法可以用来模拟车轴的扭转动力学行为和振动响应，对车轴的设计和优化起到重要作用。 2. 仿真计算 仿真计算是研究动车车轴振动特性的重要手段。通过利用数学模型进行计算，可以预测车轴的扭转振动情况。仿真计算可以提供车轴的振动频率、模态形式、振动幅值等重要参数，对车辆的振动控制和优化设计提供指导。
3. 试验验证 为了验证数学模型的准确性和可靠性，需要进行实际试验。试验可以通过安装 传感器在动车车轴上进行数据采集，获取车轴的振动信号。试验还可以通过加载不同的力和扭矩，模拟实际工况下车轴的振动情况。通过与数学模型的对比分析，可以评估数学模型的准确性，并为动车车轴的设计和控制提供实验依据。 三、动车车轴振动对运行的影响 动车车轴的振动特性直接影响列车的平稳性、行驶速度和能源消耗等方面。 1. 平稳性 车轴振动会导致列车的不稳定性，影响乘客的舒适度。当车轴受到扭矩变化时，会产生横向力和不对称的摩擦力，进而引起车辆的不稳定横向振动。这种振动会对车辆的平稳性和操纵性产生负面影响。 2. 行驶速度 车轴的振动也会限制列车的运行速度。当车轴受到扭矩变化时，会产生轴向动 态位移和轴向振动。这种振动会增加轮轴与轨道之间的动态力、轮轴与轮对之间的摩擦力，进而增加能源消耗和降低牵引力输出效率。 3. 能源消耗 车轴的振动也会导致能源的浪费。车轴的振动会使列车受到额外的阻尼和惯性力，增加列车的阻力。这会导致列车的能耗增加，影响动车的经济性和环保性。四、动车车轴振动的控制与优化 为了降低动车车轴的振动，提高列车的运行稳定性和乘坐舒适度，需要采取一 系列控制和优化措施。 1. 结构优化
汽车动力传动系统扭转振动探析 摘要：近年来，随着我国城市化进程的发展以及人们生活水平的不断提高，私 家车的保有量也在不断提升。选择车辆时，人们更注重车辆的各种性能，如NVH、操控性、舒适性等。目前，卡车、SUV等纵置后驱车型传动系统较长，易产生传 动系统扭转共振问题，引起噪声、振动、耐久性等问题。产生共振时系统振幅较大，传递的扭矩增大，系统中承受大扭矩的部件很快被破坏。一般最先破坏的是 油封，然后是齿轮轴承，最后是各种旋转部件。解决传动系统扭转振动问题是提 高车辆舒适性、耐久性的一个关键项目，现阶段，大家越来越关注传动系统扭转 振动问题。鉴于此，文章对汽车动力传动系统扭转振动方面的内容进行了研究， 以供参考。 关键词：汽车动力；传动系统；扭转振动 引言 汽车动力传动系的扭转振动直接影响着汽车的平稳性、舒适性以及整个汽车动力传动系 统的寿命。在汽车动力传动系扭振研究中，最先引起人们重视的是扭转振动对轴系扭转疲劳 强度的影响，随后又发现车辆许多其他故障和性能恶化都与轴系的扭转振动有关。由于传动 系的扭转振动对车辆正常工作的影响很大，它已经成为发动机以及动力装置设计运用必须重 视的问题之一。 1扭转振动在汽车动力传动系统中的研究概述 传统的理论计算分析法是目前汽车动力传动系扭转振动特性的主要研究方法。这几年， 在数据处理技术和测试技术的飞速发展下，扭转振动在汽车动力传动系的研究中也获得了突 飞猛进的发展，构建的模型从简单的三个自由度模型发展到复杂的多个自由度的更贴近实际 的扭转振动分析模型，所研究的激励也从过去的一个确定性激励完善到现在的多个确定性激 励和若干个随机性激励。目前运用理论计算分析方法分析的动力传动系扭转振动特性大体上 能够分析、处理汽车动力传动系扭转振动出现的问题。这几年，我国一些专业人士也试探在 汽车传动系统的扭转振动研究中使用试验模态分析方法和模态综合技术，探索在轴的扭转振 特性研究中使用试验模态分析法，并用模态分析法对发动机曲轴飞轮组进行扭转振动，创建 了系统的模态模型。并使用有限元分析法对传动系统的部件进行了模态分析，得到了各部件 的固有频率，可是，汽车传动系各总成的连接形式非常复杂，其边界条件很难确定，所以在 动力传动系扭转振动研究中使用试验模态分析和模态综合技术暂时还没得到较大的进步。 2车辆动力传动系扭振模型的研究 2.1盘-轴当量模型 对动力传动系统进行理论研究和定性分析时往往在系统线性、忽略间隙、刚性啮合以及 能量守恒等假设下，将系统简化为由无弹性的惯性盘和无质量的惯性轴组成的当量系统，有 些学者初步探索了系统阻尼参数的确定，故也可建立较为完善的当量系统模型；分布质量模 型如有限元模型等计算精度高，需建立较为准确的汽车动力传动系的复杂模型，往往借助软 件实现。科研人员探讨了半轴子结构对称分支的模态对称性与模型简化问题，指出在不考虑 半轴子结构的非对称高频扭振模态时，半轴子结构三自由度分析模型精度是足够的。 2.2分支模态综合／惯性耦合模型
基于ADAMS振动仿真的动传系统振动问题整改 摘要：某牵引车在重载10Km/h左右车速爬坡时出现变速箱抖动大问题，需要整改。在ADAMS中建立仿真模型，复现了问题，并确定了整改目标。通过仿真对比分析，确定最佳措施，实车整改验证显示整改措施有效，问题得以解决。该案例是运用ADAMS仿真分析技术成功解决了该振动问题。 关键词：动力传动系统；ADAMS；振动 前言* 某牵引车在重载以10km/h左右车速爬坡时出现变速箱振动大的问题。实车现场测试结果如下图1所示（变速箱上振动加速度，单位：m/s²，下同）： 图1故障工况测试结果 结果显示故障工况下Z向的振动加速度有明显峰值，且远大于X、Y向振动峰值；相同车速下平路工况进行测试，结果显示振动峰值仅为爬坡时峰值的 1/5~1/6。 1 理论分析 此车型的传动轴采用不等速万向节连接，传动轴转动时会产生2阶振动，2阶振动大小跟传动轴夹角及传递的扭矩大小有关[2]，在固有模态分析的基础上，进行激励频域响应分析，提取变速箱的振动各方向响应。频率响应分析结果如下图2所示。 图2系统振动频域响应分析结果 上图显示变速箱的z向振动在7.8Hz处出现了大的峰值，且Z向的响应远大于X、Y向响应；与实际测试结果（见图1）也一致。 采用如下计算公式可以计算出1阶频率。 式中，n传动轴理论平均转速；R驱动轮滚动半径 0.496 m；V行车速度 10Km/h；i是驱动桥总传动比：4.11。2阶为一阶频率的2倍：约为7.34Hz，此频率与测试出现的振动频率7.5Hz非常接近。 经计算在相同车速下，爬坡时传动轴输出扭矩是平路工况11倍左右，因此会导致爬坡时变速箱振动加速度明显加大。 同时由于在此频率下出现了振动峰值，判断动力传动的悬置系统某一阶固有频率可能接近于此7.5Hz。 2 系统固有模态仿真分析 在ADAMS中建立如下的振动仿真分析模型如图3所示。 图3动力传动系统振动仿真分析模型 如上图所示，在ADAMS中建仿真分析模型已经实际的动力传动及模型参数（发动机、变速箱、传动轴质量及惯性参数和悬置参数，及传动轴夹角）。 对建立的仿真模型进行系统固有模态分析，分析结果如下表1所示. 表1 系统固有模态分析结果 结果显示动力传动系统存在7.83Hz模态，与传动轴输入到变速箱的振动激励频率7.34Hz非常接近，会导致变速箱振动响应增大。以降低7.34Hz左右频率下频域响应为目标，寻找最优整改措施。 3 各整改方案仿真分析对比
汽车动力传动系统扭振ODS测试分析与应用 李小亮 【摘要】完成某匹配直列四缸柴油发动机前置、后轮驱动、手动变速箱皮卡车的动力传动系统扭振工作变形测试,确定其第2阶扭振峰值频率与振型;建立该车动力传动系扭振仿真模型,分析得到与实测相同工况的动力传动系第2阶扭振模态;对标仿真分析与实际测试的第2阶扭振峰值频率与振型,结果显示良好.基于扭振ODS 分析确定的频率与振型,说明仿真模型与分析结果可信,后续可扩展应用该类仿真模型,为全面预测、分析优化汽车动力传动系扭振引起的NVH问题,提供一种快速、有效的方法. 【期刊名称】《汽车实用技术》 【年(卷),期】2017(000)013 【总页数】4页(P114-117) 【关键词】动力传动系统;扭振;工作变形分析;仿真模型 【作者】李小亮 【作者单位】江铃汽车股份有限公司;江西省汽车噪声与振动重点实验室,江西南昌330001 【正文语种】中文 【中图分类】U467.3 CLC NO.:U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-114-04 汽车动力传动系统扭振是影响其NVH性能的重要因素之一。工程上通过汽车动力
传动系统扭振分析，明确扭振NVH问题的主要影响部件，合理设计、匹配其相关参数，调整传动系扭振固有频率，避免扭转共振产生，可有效提升汽车NVH性能。本文基于振动工作变型（Operational Deflection Shapes, ODS）理论，通过对 某匹配直列四缸柴油发动机前置、后轮驱动、手动变速箱皮卡车的动力传动系统扭振ODS测试与分析，确定其扭振频率与振型；建立该车动力传动系扭振仿真模型，分析得到扭振频率与振型，并与实测分析结果对标。 因动力传动系扭振测试方法与结果分析的局限性，提出基于汽车动力传动系扭振仿真模型与扭振ODS测试的良好对标结果，拓展应用扭振仿真模型，为全面分析与优化涉及汽车动力传动系扭振的NVH问题，提供一种快速、有效的分析方法。 振动ODS是指被测结构在某一特定频率、特定转速或特定时间的实际工作变形，描述的是被测结构在实际工作激励下的受迫振动变形，可以以位移、速度、加速度、或角位移、角速度、角加速度度量。是理解和评估振动机构的绝对动力学行为，可快速识别其在运行状态下的振动特性。 作为一种试验分析技术，振动ODS分析是随着机械结构模态分析与故障诊断技术而逐渐发展起来的。传统的试验模态分析通过在人为施加激励力下，一般从所测得传递函数与时域响应信息中识别振动系统的模态参数，进而评估其动态特性。但对于很多振动系统，因其结构复杂，人为施加激励力非常困难或根本无法实现，导致试验模态分析方法受到一定限制。而振动ODS分析方法可有效弥补此类不足，用于对振动系统的振动分析。 实际机械结构系统受到动力载荷作用时，由表示其运动规律的多自由度系统微分方程计算得到频响函数矩阵[H(s)]为： 式（2）描述了机械系统的固有特性，式中分母为结构第k阶模态的动态参数，分子为对应于极点pr和pr*的留数，它表示结构第k阶模态的变形规律。结构受外 力F(k)作用下的响应x(k)，即ODS值：
微型汽车传动系扭振解析及解决方法 燕逸飞;邹文迅;杨允辉 【摘要】With the development of automobile industry, people’s requirement for vehicle ride comfort is more and more high, witch promotes the industry of automobile vibration and noise control measures of a wide range of research. Factors can produce automobile vibration and noise, the torsional vibration of power transmission system is one of the main cause of automobile vibration and noise .In this paper, the company produced affer the front drive mini truck as an example. After picking point test of the vehicle transmission system, torsional vibration is clear about the transmission system result in the vehicle engine speed range causes of vibration and noise inside the car, and then take relevant measures to reduce the torsional vibration amplitude, improve vehicle harshness (NVH) performance.%随着汽车工业的进步，人们对汽车乘坐的舒适性要求越来越高，这成为推动业内对汽车振动和噪声的控制措施进行广泛研究的主因。产生汽车振动和噪声的因素较为复杂，其中动力传动系的扭转振动是引起汽车振动和噪声的主要原因之一[1]。文章以公司自产某前置后驱微型货车为例，经过对该车传动系统采点试验测试，明确了传动系扭转振动是导致该车发动机一定转速范围内产生车内振感和噪声的原因，进而采取相关措施降低扭振幅值，改善整车NHV性能。 【期刊名称】《汽车实用技术》 【年(卷),期】2015(000)009 【总页数】4页(P122-125)
汽车发动机曲轴扭转振动分析及控制 社会经济在进行着快速的发展中，人们对于汽车的使用量也在逐渐的增加，我国对于汽车建设中是要求也越加严苛。在汽车公司进行汽车设计的过程中，对于发动机及行驶中的稳定程度越加重视。汽车发动机曲轴扭转振动是汽车公司在对于发动机研究中的热点课题。本为对于发动机的曲轴扭转技术进行较为全面的分析。 标签：曲轴系；扭转振动；优化设计 0 前言 增加对于汽车发动机的振动分析与控制，在一定程度上面可以将汽车的内部结构进行优化，增加发动机的使用时间与汽车行驶过程中的稳定性能。曲轴扭转是发动机在工作过程中的主要部件，性能的好坏将直接对于汽车的整体性能进行影响。本文主要对于汽车中的曲轴扭转振动进行分析研究，这项研究是十分具有实际意义的。 1 汽车发动机曲轴扭转振动系统理论分析 1.1 ADAMS多刚体动力学理论 ADAMS动力学理论主要使用坐标方程式进行汽车在行驶中的发动机系统的分析。在ADAMS动力学理论中，将动力系统内的关性参考系中的坐标与方位坐标进行标注，并使用相对应的数学方程式进行多余坐标的约束，进而将已经标注的坐标进行变量。在对于动力学的分析过程中，使用数学方程式可以将计算的效率进行大幅度提升。 1.2 ADAMS多柔体动力学理论 在进行汽车生产建设中，在机械系统中已经广泛使用柔性材料，是生产设备运行中速度较快，但是运行的精度也在不断的提升，设备内的动力学性能变得更加繁琐。刚性研究体系已经不能满足对于动力学的研究，因此柔体动力学理论就在这种情况下产生。这种研究体系一般情况下是以刚性动力学体系作为参照依据，在对于柔体的研究中进常采用不同的处理形式。在一定程度上面刚性与柔性的个、动力学体系进行共同使用，可以对系统中的动力学进行更加全面的认识[1]。 2 曲轴动力学研究模型 2.1 三维几何模型 三维几何模型可以将曲轴系统的中每个零件间的关系进行清晰的展示。按照